Co2 складається. Одержання CO2

Найбільш поширені процеси утворення цієї сполуки - гниття тварин і рослинних останків, горіння різних видів палива, дихання тварин і рослин. Наприклад, одна людина за добу виділяє в атмосферу близько кілограма вуглекислого газу. Оксид та діоксид вуглецю можуть утворюватися і в неживій природі. Вуглекислий газ виділяється при вулканічній діяльності, а також може бути видобутий із мінеральних водних джерел. Вуглекислий газ знаходиться в невеликій кількості та в атмосфері Землі.

Особливості хімічної будови даної сполуки дозволяють їй брати участь у багатьох хімічних реакціях, основою яких є діоксид вуглецю.

Формула

У поєднанні цієї речовини чотиривалентний атом вуглецю утворює лінійний зв'язок із двома молекулами кисню. Зовнішній вигляд такої молекули можна так:

Теорія гібридизації пояснює будову молекули діоксиду вуглецю так: дві існуючі сигма-зв'язки утворені між sp-орбіталями атомів вуглецю та двома 2р-орбіталями кисню; р-орбіталі вуглецю, які не беруть участь у гібридизації, пов'язані у поєднанні з аналогічними орбіталями кисню. У хімічних реакціях вуглекислий газ записується як: CO 2 .

Фізичні властивості

За нормальних умов діоксид вуглецю є безбарвним газом, що не має запаху. Він важчий за повітря, тому вуглекислий газ і може поводитися, як рідина. Наприклад, його можна переливати з однієї ємності до іншої. Ця речовина трохи розчиняється у воді – в одному літрі води при 20 ⁰С розчиняється близько 0,88 л CO 2 . Невелике зниження температури кардинально змінює ситуацію - у тому ж літрі води при 17? С може розчинитися 1,7 л CO 2 . При сильному охолодженні ця речовина осідає у вигляді снігових пластівців - утворюється так званий «сухий лід». Така назва походить від того, що при нормальному тиску речовина, минаючи рідку фазу, одразу перетворюється на газ. Рідкий діоксид вуглецю утворюється при тиску трохи вище 0,6 МПа та при кімнатній температурі.

Хімічні властивості

При взаємодії із сильними окислювачами 4-діоксид вуглецю виявляє окислювальні властивості. Типова реакція цієї взаємодії:

З + СО 2 = 2СО.

Так, за допомогою вугілля діоксид вуглецю відновлюється до своєї двовалентної модифікації – чадного газу.

За нормальних умов вуглекислий газ інертний. Але деякі активні метали можуть у ньому горіти, витягуючи з'єднання кисень і вивільняючи газоподібний вуглець. Типова реакція - горіння магнію:

2Mg+CO2=2MgO+C.

У процесі реакції утворюється оксид магнію та вільний вуглець.

У хімічних сполуках 2 часто проявляє властивості типового кислотного оксиду. Наприклад, він реагує з основами та основними оксидами. Результатом реакції стають солі вугільної кислоти.

Наприклад, реакція сполуки оксиду натрію з вуглекислим газом може бути така:

Na 2 O + CO 2 = Na 2 CO 3;

2NaOH + CO2 = Na2CO3+H2O;

NaOH + CO2 = NaHCO3.

Вугільна кислота та розчин СО 2

Діоксид вуглецю у воді утворює розчин з невеликим ступенем дисоціації. Такий розчин вуглекислого газу називається вугільною кислотою. Вона безбарвна, слабо виражена і має кислуватий смак.

Запис хімічної реакції:

CO2 + H2O↔H2CO3.

Рівнавага досить сильно зсунуто вліво - лише близько 1% початкового вуглекислого газу перетворюється на вугільну кислоту. Що температура - тим менше у розчині молекул вугільної кислоти. При кипінні з'єднання вона зникає повністю, розчин розпадається на діоксид вуглецю і воду. Структурна формула вугільної кислоти представлена ​​нижче.

Властивості вугільної кислоти

Вугільна кислота дуже слабка. У розчинах вона розпадається на іони водню Н + та сполуки НСО 3 - . У дуже невеликій кількості утворюються іони 3 - .

Вугільна кислота - двоосновна, тому солі, утворені нею, можуть бути середніми та кислими. Середні солі у російській хімічній традиції називаються карбонатами, а сильні – гідрокарбонатами.

Якісна реакція

Одним із можливих способів виявлення газоподібного діоксиду вуглецю є зміна прозорості вапняного розчину.

Ca(OH) 2 + CO 2 = CaCO 3 ↓ + H 2 O.

Цей досвід відомий ще із шкільного курсу хімії. На початку реакції утворюється невелика кількість білого осаду, який згодом зникає під час пропускання через воду вуглекислого газу. Зміна прозорості відбувається тому, що в процесі взаємодії нерозчинна сполука – карбонат кальцію перетворюється на розчинну речовину – гідрокарбонат кальцію. Реакція протікає таким шляхом:

CaCO3+H2O+CO2=Ca(HCO3)2.

Одержання діоксиду вуглецю

Якщо необхідно отримати невелику кількість СО2, можна запустити реакцію соляної кислоти з карбонатом кальцію (мармуром). Хімічний запис цієї взаємодії виглядає так:

CaCO 3 + HCl = CaCl 2 + H 2 O + CO 2 .

Також для цієї мети використовують реакції горіння вуглецевмісних речовин, наприклад ацетилену:

СН 4 + 2О 2 → 2H 2 O + CO 2 -.

Для збору та зберігання отриманої газоподібної речовини використовують апарат Кіппа.

Для потреб промисловості та сільського господарства масштаби одержання діоксиду вуглецю мають бути більшими. Популярним методом такої масштабної реакції є випалювання вапняку, в результаті якого виходить діоксид вуглецю. Формула реакції наведена нижче:

CaCO3 = CaO+CO2.

Застосування діоксиду вуглецю

Харчова промисловість після масштабного одержання "сухого льоду" перейшла на принципово новий метод зберігання продуктів. Він незамінний при виробництві газованих напоїв та мінеральної води. Зміст 2 в напоях надає їм свіжість і помітно збільшує термін зберігання. А карбідизація мінеральних вод дозволяє уникнути затхлості та неприємного смаку.

У кулінарії часто використовують метод погашення лимонної кислоти оцтом. Вуглекислий газ, що при цьому виділяється, надає пишність і легкість кондитерським виробам.

Дане з'єднання часто використовується як харчова добавка, що підвищує термін зберігання харчових продуктах. Згідно з міжнародними нормами класифікації хімічних добавок вмісту в продуктах, проходить під кодом Е 290,

Порошкоподібний вуглекислий газ - одна з найпопулярніших речовин, що входять до складу пожежогасних сумішей. Ця речовина зустрічається і в піні вогнегасників.

Транспортувати та зберігати вуглекислий газ найкраще в металевих балонах. При температурі більше 31⁰С тиск у балоні може досягти критичного і рідкий 2 перейде в надкритичний стан з різким підйомом робочого тиску до 7,35 МПа. Металевий балон витримує внутрішній тиск до 22 МПа, тому діапазон тиску при температурах понад тридцять градусів визнається безпечним.

Діоксид вуглецю (двоокис вуглецю, вуглекислий газ, CO 2) формується шляхом взаємодії двох елементів – кисню та вуглецю. Діоксид вуглецю утворюється при спалюванні вуглеводневих сполук або вугілля, в результаті ферментації рідин, а також як продукт дихання тварин і людини. В атмосфері він міститься у невеликих кількостях. Рослини поглинають двоокис вуглецю з атмосфери і перетворюють його на органічні компоненти. При зникненні цього газу з атмосфери на Землі практично не буде дощів і стане помітно прохолоднішим.

Властивості діоксиду вуглецю

Діоксид вуглецю важчий за повітря. Він замерзає за температури -78 °C. При замерзанні з двоокису вуглецю утворюється сніг. У вигляді розчину вуглекислий газ утворює вугільну кислоту. Завдяки деяким властивостям діоксид вуглецю іноді називають "ковдрою" Землі. Він легко пропускає ультрафіолетові промені. Інфрачервоні промені випромінюються із поверхні діоксиду вуглецю в космічний простір.

Вуглекислий газ випускають в рідкій формі при низькій температурі, рідкій формі при високому тиску і в газоподібній формі. Газоподібну форму двоокису вуглецю одержують з відкидних газів при виробництві спиртів, аміаку, а також в результаті спалювання палива. Газоподібний діоксид вуглецю за властивостями є нетоксичним і невибухонебезпечним газом, без запаху і кольору. У рідкій формі двоокис вуглецю – рідина без кольору та запаху. При вмісті більше 5% вуглекислий газ накопичується в районі підлоги в приміщеннях, що слабо провітрюються. Зниження об'ємної частки кисню у повітрі може призвести до кисневої недостатності та задухою. Ембріологи встановили, що клітинам людини та тварин двоокису вуглецю необхідно близько 7%, а кисню – лише 2%. Двоокис вуглецю – транквілізатор нервової системи та чудовий анестезуючий засіб. Газ в організмі людини бере участь у синтезі амінокислот, має судинорозширювальну дію. Нестача вуглекислого газу в крові призводить до спазму судин і гладкої мускулатури всіх органів, збільшення секреції в носових ходах, бронхах і до розвитку поліпів і аденоїдів, до ущільнення мембран через відкладення холестерину.

Одержання діоксиду вуглецю

Існує кілька способів одержання діоксиду вуглецю. У промисловості двоокис вуглецю одержують із доломіту, вапняку – продуктів розкладання природних карбонатів, і навіть з пічних газів. Газову суміш промивають розчином карбонату калію. Суміш поглинає двоокис вуглецю і перетворюється на гідрокарбонат. Розчин гідрокарбонату нагрівають і він розкладаючись вивільняє вуглекислоту. При промисловому методі одержання діоксиду вуглецю закачується в балони.

У лабораторіях отримання діоксиду вуглецю ґрунтується на взаємодії гідрокарбонатів та карбонатів із кислотами.

Області застосування діоксиду вуглецю

У повсякденній практиці двоокис вуглецю використовують досить часто. У харчовій промисловості вуглекислий газ використовують як розпушувач тесту, а також як консервант. Його позначають на упаковці продукту під кодом Е290. Властивості діоксиду вуглецю використовують при виробництві газованої води.

Біохімики з'ясували, що підвищення врожайності різних культур дуже ефективно удобрювати повітря вуглекислим газом. Однак цей спосіб добрива можна застосовувати лише в оранжереях. У сільське господарство газ застосовують до створення штучного дощу. При нейтралізації лужного середовища двоокис вуглецю замінює сильнодіючі мінеральні кислоти. В овочесховищах вуглекислий газ застосовують для створення газового середовища.

У парфумерній промисловості двоокис вуглецю застосовують при виготовленні парфумів. У медицині вуглекислий газ використовують для антисептичного впливу під час проведення відкритих операцій.

При охолодженні вуглекислий газ перетворюється на «сухий лід». Зріджений діоксид вуглецю розфасовують у балони та відправляють споживачам. Вуглекислий газ у вигляді «сухого льоду» використовують для збереження харчових продуктів. Такий лід при нагріванні випаровується без залишку.

Вуглекислий газ використовують як активне середовище при зварюванні дротом. При зварюванні двоокис вуглецю розкладається на кисень і чадний газ. Кисень вступає у взаємодію з рідким металом та окислює його.

В авіамоделюванні двоокис вуглецю використовується як джерело енергії для двигунів. Двоокис вуглецю в балончиках використовується в пневматичній зброї.

, двоокис вуглецю , властивості діоксиду вуглецю , одержання діоксиду вуглецю

Він непридатний підтримки життя. Однак саме їм «живляться» рослини, перетворюючи їх на органічні речовини. До того ж, він є своєрідним «ковдрою» Землі. Якщо цей газ раптом зникне з атмосфери, на Землі стане прохолодніше, а дощі практично зникнуть.

«Ковдра Землі»

(двоокис вуглецю, діоксид вуглецю, CO 2) формується при з'єднанні двох елементів: вуглецю та кисню. Він утворюється в процесі спалювання вугілля або вуглеводневих сполук, при ферментації рідин, а також як продукт дихання людей та тварин. У невеликих кількостях він міститься й у атмосфері, звідки він асимілюється рослинами, які, своєю чергою, виробляють кисень.

Вуглекислий газ безбарвний і важчий за повітря. Замерзає при температурі -78.5 ° C з утворенням снігу, що складається з двоокису вуглецю. У вигляді водного розчину він утворює вугільну кислоту, проте вона не має достатньої стабільності для того, щоб її можна було легко ізолювати.

Вуглекислий газ - це "ковдра" Землі. Він легко пропускає ультрафіолетові промені, які обігрівають нашу планету, і відображає інфрачервоні, що випромінюються з її поверхні в космічний простір. І якщо раптом вуглекислий газ зникне з атмосфери, то це насамперед позначиться на кліматі. На Землі стане набагато прохолодніше, дощі будуть дуже рідко. До чого це врешті-решт призведе, здогадатися неважко.

Щоправда, така катастрофа нам поки що не загрожує. Швидше навіть навпаки. Спалювання органічних речовин: нафти, вугілля, природного газу, деревини – поступово збільшує вміст вуглекислого газу в атмосфері. Отже, згодом слід очікувати значного потепління та зволоження земного клімату. До речі, старожили вважають, що вже зараз помітно тепліше, ніж було за часів їхньої молодості.

Двоокис вуглецю випускається рідка низькотемпературна, рідкий високий тискі газоподібна. Її одержують із відкидних газів виробництв аміаку, спиртів, а також на базі спеціального спалювання палива та інших виробництв. Газоподібний двоокис вуглецю - газ без кольору та запаху при температурі 20°З тиску 101,3 кПа (760 мм рт. ст.), щільність - 1,839 кг/м 3 . Рідкий двоокис вуглецю - просто безбарвна рідина без запаху.

Нетоксичний і невибухонебезпечний. При концентраціях більше 5% (92 г/м 3 ) двоокис вуглецю надає шкідливий вплив на здоров'я людини — вона важча за повітря і може накопичуватися в приміщеннях, що слабо провітрюються, у підлоги. При цьому знижується об'ємна частка кисню в повітрі, що може спричинити явище кисневої недостатності та ядухи.

Одержання двоокису вуглецю

У промисловості вуглекислий газ отримують з пічних газів, з продуктів розкладання природних карбонатів(вапняк, доломіт). Суміш газів промивають розчином карбонату калію, який поглинає вуглекислий газ, переходячи до гідрокарбонату. Розчин гідрокарбонату під час нагрівання розкладається, вивільняючи вуглекислоту. При промисловому виробництві газ закачується у балони.

У лабораторних умовах невеликі кількості одержують взаємодією карбонатів та гідрокарбонатів з кислотаминаприклад мармуру з соляною кислотою.

«Сухий лід» та інші корисні властивості діоксиду вуглецю

У повсякденній практиці вуглекислий газ використовується досить широко. Наприклад, газована водаз добавками ароматних есенцій – чудовий освіжаючий напій. У харчової промисловостідіоксид вуглецю використовується і як консервант - він позначається на упаковці під кодом Е290, а також як розпушувач тесту.

Вуглекислотними вогнегасникамикористуються під час пожеж. Біохіміки знайшли, що удобрення... повітря вуглекислим газомдуже ефективний засіб збільшення врожайності різних культур. Мабуть, таке добриво має єдину, але істотну ваду: застосовувати його можна тільки в оранжереях. На заводах, що виробляють діоксид вуглецю, скраплений газ розфасовують у сталеві балони та відправляють споживачам. Якщо відкрити вентиль, то з отвору із шипінням виривається... сніг. Що за диво?

Все просто пояснюється. Робота, витрачена на стиск газу, виявляється значно меншою за ту, яка потрібна на його розширення. І щоб якось компенсувати дефіцит, що виникає, вуглекислий газ різко охолоджується, перетворюючись на "сухий лід". Він широко використовується для збереження харчових продуктів і перед звичайним льодом має значні переваги: ​​по-перше, «холодопродуктивність» його вдвічі вища на одиницю ваги; по-друге, він випаровується без залишку.

Вуглекислий газ використовується як активне середовище при зварюванню дротом, Так як при температурі дуги вуглекислота розкладається на чадний газ СО і кисень, який, у свою чергу, і входить у взаємодію з рідким металом, окислюючи його.

Вуглекислота в балончиках застосовується в пневматичній зброїі як джерела енергії для двигунівв авіамоделюванні.

Ви вже знаєте, що при видиху з легенів виходить вуглекислий газ. А ось що вам відомо про цю речовину? Напевно, небагато. Сьогодні я відповім на всі питання щодо вуглекислого газу.

Визначення

Ця речовина у нормальних умовах є безбарвним газом. У багатьох джерелах його можуть називати по-різному: і оксидом вуглецю (IV), і вугільним ангідридом, двоокисом вуглецю, і діоксидом вуглецю.

Властивості

Вуглекислий газ (формула 2) є безбарвним газом, що має кислі запах і смак, розчинним у воді речовиною. Якщо його добре охолодити, то утворюється снігоподібна маса, звана сухим льодом (фотографія нижче), яка сублімує при температурі -78 про С.

Є одним із продуктів гниття або горіння будь-якої органічної речовини. Розчиняється у воді тільки при температурі 15 про З і тільки в тому випадку, якщо відношення вода:вуглекислий газ дорівнює 1:1. Щільність вуглекислого газу може бути різною, але в стандартних умовах вона дорівнює 1976 кг/м 3 . Це якщо він знаходиться в газоподібному вигляді, а в інших станах (рідкому/газоподібному) значення щільності теж будуть іншими. Ця речовина є кислотним оксидом, його додавання у воду призводить до одержання вугільної кислоти. Якщо з'єднати вуглекислий газ з будь-яким лугом, то в результаті подальшої реакції утворюються карбонати та гідрокарбонати. Цей оксид не може підтримувати горіння, крім деяких винятків. Це активні метали, і за реакції такого виду вони забирають у нього кисень.

Отримання

Вуглекислий та ще деякі гази у великих кількостях виділяються, коли виробляють алкоголь або розкладаються природні карбонати. Потім одержані гази проходять промивання розчиненим карбонатом калію. Далі слідує поглинання ними вуглекислого газу, продуктом даної реакції є гідрокарбонат, при нагріванні розчину якого отримують оксид, що шукається.

Але зараз його з успіхом замінює розчинений водою етаноламін, який абсорбує оксид вуглецю, що міститься в димовому газі, і віддає його при нагріванні. Також цей газ є побічним продуктом реакцій, при яких отримують чисті азот, кисень і аргон. У лабораторії трохи вуглекислоти виходить, коли карбонати та гідрокарбонати взаємодіють із кислотами. Ще вона утворюється, коли реагують харчова сода та лимонний сік або той же гідрокарбонат натрію та оцет (фото).

Застосування

Харчова промисловість не може обійтися без використання вуглекислоти, де вона відома як консервант і розпушувач, що має код E290. Її як рідини містить будь-який вогнегасник.

Також оксид чотиривалентного вуглецю, який виділяється в процесі бродіння, служить гарним підживленням акваріумних рослин. Він міститься і в усьому відомому газованому газуванні, яке багато хто досить часто купують у продуктовому магазині. Зварювання дротом відбувається у вуглекислому середовищі, але якщо температура цього процесу дуже висока, то він супроводжується дисоціацією вуглекислоти, при якій виділяється кисень, що окислює метал. Тоді зварювання не обходиться без розкислювачів (марганцю чи кремнію). Вуглекислим газом накачують велосипедні колеса, він присутній і в балончиках пневматичної зброї (такий його різновид називається газобалонним). Також даний оксид у твердому стані, званий сухим льодом, потрібен як холодоагент у торгівлі, наукових дослідженнях та при ремонті деякої техніки.

Висновок

Ось до чого корисний для людини вуглекислий газ. І не тільки в промисловості, він відіграє і важливу біологічну роль: без нього не може відбуватися газообмін, регуляція судинного тонусу, фотосинтез та багато інших природних процесів. Але його надлишок чи недостача у повітрі деякий час можуть негативно впливати на фізичний стан усіх живих організмів.

Енциклопедичний YouTube

• 1 / 5

  Оксид вуглецю (IV) не підтримує горіння. У ньому горять лише деякі активні метали:

  2 Mg + C O 2 → 2 M g O + C (\displaystyle (\mathsf (2Mg+CO_(2)\rightarrow 2MgO+C)))

  Взаємодія з оксидом активного металу:

  C a O + C O 2 → C a C O 3 (\displaystyle (\mathsf (CaO+CO_(2)\rightarrow CaCO_(3))))

  При розчиненні у воді утворює вугільну кислоту:

  C O 2 + H 2 O ⇄ H 2 C O 3 (\displaystyle (\mathsf (CO_(2)+H_(2)O\rightleftarrows H_(2)CO_(3))))

  Реагує з лугами з утворенням карбонатів та гідрокарбонатів:

  Ca (OH) 2 + CO 2 → Ca CO 3 ↓ + H 2 O (\displaystyle (\mathsf (Ca(OH)_(2)+CO_(2)\rightarrow CaCO_(3)\downarrow +H_( 2) O)))(Якісна реакція на вуглекислий газ) K O H + C O 2 → K H C O 3 (\displaystyle (\mathsf (KOH+CO_(2)\rightarrow KHCO_(3))))

  Біологічні

  Організм людини виділяє приблизно 1 кг вуглекислого газу на добу.

  Цей вуглекислий газ переноситься від тканин, де він утворюється як один з кінцевих продуктів метаболізму, за венозною системою і потім виділяється з повітрям, що видихається, через легені. Таким чином, вміст вуглекислого газу в крові велике у венозній системі, і зменшується в капілярній мережі легень, і мало в артеріальній крові. Вміст вуглекислого газу в пробі крові часто виражають у термінах парціального тиску, тобто тиску, який мав би міститься в пробі крові в даній кількості вуглекислий газ, якби весь обсяг проби крові займав тільки він .

  Вуглекислий газ (CO 2 ) транспортується в крові трьома різними способами (точне співвідношення кожного з цих трьох способів транспортування залежить від того, чи є кров артеріальною або венозною).

  Гемоглобін, основний кисень-транспортуючий білок еритроцитів крові, здатний транспортувати як кисень, так і вуглекислий газ. Однак вуглекислий газ зв'язується з гемоглобіном в іншому місці, ніж кисень. Він зв'язується з N-термінальними кінцями ланцюгів глобіну, а не з гемом. Однак завдяки алостеричним ефектам, які призводять до зміни конфігурації молекули гемоглобіну при зв'язуванні, зв'язування вуглекислого газу знижує здатність кисню до зв'язування з ним же, при даному парціальному тиску кисню, і навпаки - зв'язування кисню з гемоглобіном знижує здатність вуглекислого газу. при цьому парціальному тиску вуглекислого газу. Крім цього, здатність гемоглобіну до переважного зв'язування з киснем або вуглекислим газом залежить також і від pH середовища. Ці особливості дуже важливі для успішного захоплення та транспортування кисню з легень у тканині та його успішного вивільнення в тканинах, а також для успішного захоплення та транспортування вуглекислого газу з тканин у легені та його вивільнення там.

  Вуглекислий газ є одним із найважливіших медіаторів ауторегуляції кровотоку. Він є потужним вазодилататором. Відповідно, якщо рівень вуглекислого газу в тканині або в крові підвищується (наприклад, внаслідок інтенсивного метаболізму - викликаного, скажімо, фізичним навантаженням, запаленням, пошкодженням тканин, або внаслідок утруднення кровотоку, ішемії тканини), то капіляри розширюються, що призводить до збільшення кровотоку та відповідно до збільшення доставки до тканин кисню і транспорту з тканин вуглекислоти, що накопичилася. Крім того, вуглекислий газ у певних концентраціях (підвищених, але ще не досягають токсичних значень) надає позитивну інотропну та хронотропну дію на міокард і підвищує його чутливість до адреналіну, що призводить до збільшення сили та частоти серцевих скорочень, величини серцевого викиду і, як наслідок , ударного та хвилинного об'єму крові. Це також сприяє корекції тканинної гіпоксії та гіперкапнії (підвищеного рівня вуглекислоти).

  Іони гідрокарбонату дуже важливі для регуляції pH крові та підтримання нормальної кислотно-лужної рівноваги. Частота дихання впливає вміст вуглекислого газу крові. Слабке чи сповільнене дихання викликає респіраторний ацидоз, тоді як прискорене та надмірно глибоке дихання призводить до гіпервентиляції та розвитку респіраторного алкалозу.

  Крім того, вуглекислий газ також важливий у регуляції дихання. Хоча наш організм вимагає кисню для забезпечення метаболізму, низький вміст кисню в крові або в тканинах зазвичай не стимулює дихання (вірніше, стимулюючий вплив нестачі кисню на дихання занадто слабкий і «включається» пізно, при дуже низьких рівнях кисню в крові, при яких людина нерідко вже втрачає свідомість). У нормі дихання стимулюється підвищенням рівня вуглекислого газу крові. Дихальний центр набагато чутливіший до підвищення рівня вуглекислого газу, ніж до нестачі кисню. Як наслідок цього, дихання сильно розрідженим повітрям (з низьким парціальним тиском кисню) або газовою сумішшю, яка взагалі не містить кисню (наприклад, 100% азотом або 100% закисом азоту) може швидко призвести до втрати свідомості без виникнення відчуття нестачі повітря (оскільки рівень вуглекислоти у крові не підвищується, бо ніщо не перешкоджає її видиху). Це особливо небезпечно для пілотів військових літаків, що літають на висотах (у разі аварійної розгерметизації кабіни пілоти можуть швидко втратити свідомість). Ця особливість системи регуляції дихання також є причиною того, чому в літаках стюардеси інструктують пасажирів у разі розгерметизації салону літака в першу чергу надягати кисневу маску самим, перш ніж намагатися допомогти комусь ще - роблячи це, допомагаючий ризикує швидко знепритомніти сам, причому навіть не відчуваючи до останнього моменту будь-якого дискомфорту та потреби в кисні.

  Дихальний центр людини намагається підтримувати парціальний тиск вуглекислого газу в артеріальній крові не вище за 40 мм ртутного стовпа. При свідомій гіпервентиляції вміст вуглекислого газу в артеріальній крові може знизитися до 10-20 мм ртутного стовпа, при цьому вміст кисню в крові практично не зміниться або збільшиться незначно, а потреба зробити черговий вдих зменшиться як наслідок зменшення впливу вуглекислого газу на активність дихального центру. Це причина того, чому після деякого періоду свідомої гіпервентиляції легше затримати дихання надовго, ніж попередньої гіпервентиляції. Така свідома гіпервентиляція з подальшою затримкою дихання може призвести до втрати свідомості до того, як людина відчує потребу вдихнути. У безпечній обстановці така втрата свідомості нічим особливим не загрожує (знепритомнівши, людина втратить і контроль над собою, перестане затримувати дихання і зробить вдих, дихання, а разом з ним та постачання мозку киснем відновиться, а потім відновиться і свідомість). Однак в інших ситуаціях, наприклад, перед пірнанням, це може бути небезпечним (втрата свідомості та потреба зробити вдих наступлять на глибині, і без свідомого контролю в дихальні шляхи потрапить вода, що може призвести до потоплення). Саме тому гіпервентиляція перед пірнанням небезпечна та не рекомендується.

  Отримання

  У промислових кількостях вуглекислота виділяється з димових газів, або як побічний продукт хімічних процесів, наприклад, при розкладанні природних карбонатів (вапняк, доломіт) або при виробництві алкоголю (спиртове бродіння). Суміш одержаних газів промивають розчином карбонату калію, які поглинають вуглекислий газ, переходячи в гідрокарбонат. Розчин гідрокарбонату при нагріванні або зниженому тиску розкладається, вивільняючи вуглекислоту. У сучасних установках отримання вуглекислого газу замість гідрокарбонату частіше застосовується водний розчин моноетаноламіну, який за певних умов здатний абсорбувати СО₂, що міститься в димовому газі, а при нагріванні віддавати його; у такий спосіб відокремлюється готовий продукт від інших речовин.

  Також вуглекислий газ отримують на установках поділу повітря як побічний продукт отримання чистого кисню, азоту та аргону.

  У лабораторних умовах невеликі кількості отримують взаємодією карбонатів і гідрокарбонатів з кислотами, наприклад мармуру, крейди або соди з соляною кислотою, використовуючи, наприклад, апарат Кіпа. Використання реакції сірчаної кислоти з крейдою або мармуром призводить до утворення малорозчинного сульфату кальцію, який заважає реакції, який видаляється значним надлишком кислоти.

  Для приготування напоїв може бути використана реакція харчової соди з лимонною кислотою або з кислим лимонним соком. Саме у такому вигляді з'явилися перші газовані напої. Їх виготовленням та продажем займалися аптекарі.

  Застосування

  У харчовій промисловості вуглекислота використовується як консервант і розпушувач, позначається на упаковці кодом Е290.

  Пристрій для подачі вуглекислого газу в акваріум може включати резервуар з газом. Найпростіший та найпоширеніший метод отримання вуглекислого газу заснований на конструкції для виготовлення алкогольного напою браги. При бродінні, що виділяється вуглекислий газ цілком може забезпечити підживлення акваріумних рослин

  Вуглекислий газ використовується для газування лимонаду та газованої води. Вуглекислий газ використовується також як захисне середовище при зварюванні дротом, але при високих температурах відбувається його розпад з виділенням кисню. Кисень, що виділяється, окислює метал. У зв'язку з цим доводиться в зварювальний дріт вводити розкислювачі, такі як марганець та кремній. Іншим наслідком впливу кисню, також пов'язаного з окисленням, є різке зниження поверхневого натягу, що призводить, серед іншого, до інтенсивнішого розбризкування металу, ніж при зварюванні в інертному середовищі.

  Зберігання вуглекислоти у сталевому балоні у зрідженому стані вигідніше, ніж у вигляді газу. Вуглекислота має порівняно низьку критичну температуру +31°С. У стандартний 40-літровий балон заливають близько 30 кг зрідженого вуглекислого газу, і при кімнатній температурі в балоні буде рідка фаза, а тиск становитиме приблизно 6 МПа (60 кгс/см²). Якщо температура буде вище +31°С, то вуглекислота перейде в надкритичний стан з тиском вище 7,36 МПа. Стандартний робочий тиск для звичайного 40-літрового балона становить 15 МПа (150 кгс/см²), однак він повинен безпечно витримувати тиск в 1,5 рази вище, тобто 22,5 МПа, - таким чином, робота з подібними балонами може вважатися цілком безпечною.

  Тверда вуглекислота - «сухий лід» - використовується в якості холодоагенту в лабораторних дослідженнях, в роздрібній торгівлі, при ремонті обладнання (наприклад: охолодження однієї з деталей, що сполучаються при посадці внатяг) і т. д. Для зрідження вуглекислого газу і отримання сухого льоду застосовуються вугілля установки.

  Методи реєстрації

  Вимірювання парціального тиску вуглекислого газу потрібно в технологічних процесах, у медичних застосуваннях - аналіз дихальних сумішей при штучній вентиляції легень та у замкнутих системах життєзабезпечення. Аналіз концентрації CO 2 в атмосфері використовується для екологічних та наукових досліджень, для вивчення парникового ефекту. Вуглекислий газ реєструють за допомогою газоаналізаторів заснованих на принципі інфрачервоної спектроскопії та інших газовимірювальних систем. Медичний газоаналізатор для реєстрації вмісту вуглекислоти в повітрі, що видихається, називається капнограф. Для вимірювання низьких концентрацій CO 2 (а також) у технологічних газах або в атмосферному повітрі можна використовувати газохроматографічний метод з метанатором та реєстрацією на полум'яно-іонізаційному детекторі.

  Вуглекислий газ у природі

  Щорічні коливання концентрації атмосферної вуглекислоти планети визначаються, переважно, рослинністю середніх (40-70°) широт Північної півкулі.

  Велика кількість вуглекислоти розчинена в океані.

  Вуглекислий газ становить значну частину атмосфер деяких планет Сонячної системи: Венери, Марса.

  Токсичність

  Вуглекислий газ нетоксичний, але за впливом його підвищених концентрацій у повітрі на повітродихаючі живі організми його відносять до задушливих газів (англ.)російська.. Незначні підвищення концентрації до 2-4% у приміщеннях призводять до розвитку у людей сонливості та слабкості. Небезпечними концентраціями вважаються рівні близько 7-10 %, при яких розвивається ядуха, що проявляє себе в головному болі, запамороченні, розладі слуху та втраті свідомості (симптоми, подібні до симптомів висотної хвороби), залежно від концентрації, протягом часу від декількох хвилин до однієї години. При вдиханні повітря з високими концентраціями газу смерть настає дуже швидко від задухи.

  Хоча фактично навіть концентрація 5-7 % CO 2 не смертельна, вже при концентрації 0,1 % (такий вміст вуглекислого газу спостерігається в повітрі мегаполісів) люди починають відчувати слабкість, сонливість. Це показує, що навіть за високих вмістах кисню велика концентрація CO 2 сильно впливає самопочуття.

  Вдихання повітря з підвищеною концентрацією цього газу не призводить до довгострокових розладів здоров'я і після видалення потерпілого із загазованої атмосфери швидко настає повне відновлення здоров'я.